تاثير استفاده از نشاسته خام از طريق اصلاح با آنزيم α-آميلاز براي آهار زني سطحي كاغذ به عنوان جايگزيني براي نشاسته اكسيدي

Influence of using native starch through modification with α-amylase enzyme for surface paper sizing as an alternative to oxidized starch

اين تحقيق باهدف اصلاح نشاسته با آنزيم α-آميلاز و مقايسه آن با نشاسته اكسيدي براي آهار سطحي كاغذ انجام شد. نشاسته خام تحت شرايط مختلف دمايي و زماني با افزودن α-آميلاز، براي دست يابي به گرانروي متناسب با نشاسته اكسيدي براي آهارزني كاغذ پايه آماده سازي شد. سپس نمونه هاي كاغذ صنعتي با نشاسته اصلاح شده با آنزيم و نشاسته اكسيدي آماده شده به روش غوطه وري مورد آهارزني سطحي قرار گرفتند و نهايتا ويژگي هاي فيزيكي و مكانيكي كاغذ هاي آهارزني شده اندازه گيري و مورد ارزيابي قرار گرفت. بر اساس نتايج اين تحقيق، گرانروي نشاسته اكسيدي با غلظت 5 درصد، در دماي 95 درجه سانتي گراد طي آماده سازي به 17/51 سانتي پوآز رسيد و براي دست يابي به اين مقدار گرانروي نشاسته با α-آميلاز در دماي 85 درجه سانتي گراد با مصرف 0/005 درصد بر مبناي وزن خشك نشاسته آماده شد. همچنين نتايج پخت نشاسته با افزودن α-آميلاز نشان داد كه با تغيير دما، مدت زمان، غلظت آنزيم و نشاسته خام، امكان دست يابي به طيف متنوعي از گرانروي وجود دارد. ارزيابي ويژگي هاي فيزيكي و مكانيكي نشان از بهبود بيشتري در ويژگي هاي كاغذ شامل شاخص هاي مقاومت به كشش طولي (30 درصد) و عرضي (28 درصد)، پارگي طولي (15 درصد) و عرضي (7 درصد)، تركيدگي (15 درصد)، لهيدگي كنگره (7 درصد) و لهيدگي حلقه كاغذ (30 درصد) آهارزني شده با نشاسته اصلاح شده با آنزيم در مقايسه با نشاسته اكسيدي داشت. به طوركلي استفاده از آنزيم α-آميلاز در مقايسه با نشاسته اكسيدي امكان آماده سازي اقتصادي نشاسته با گرانروي متنوع براي شرايط مختلف جهت ارتقاء معيني در ويژگي هاي كاغذ را فراهم مي آورد كه مي تواند براي كاربرد صنعتي موردتوجه قرار گيرد.

This study aimed to the native starch modification with α-amylase enzyme and compare it with oxidized starch for surface sizing of paper. Native starch was prepared under different temperature and time conditions by addition of alpha-amylase enzyme to achieve viscosity proportional to oxide starch for base paper surface sizing. Then, the basic industrial paper was subjected to surface sizing by immersion with enzymatic starch and oxidized starch prepared. The papers physical and mechanical properties were measured and evaluated after drying. Based on the results of this study, oxidized starch viscosity at a concentration of 5 % at 95 °C reached 17.51 cp during preparation and to achieve this amount of enzymatic starch viscosity, native starch was prepared at 85 °C using 0.005 % enzyme. The results also showed starch modification with the enzyme by varying the temperature, cooking duration, and concentration of the enzyme and native starch, it is possible to achieve a spectrum of viscosity. Evaluation of the physical and mechanical properties showed greater improvement in paper properties including indices of transverse and longitudinal tensile strength (20% and 30% respectively), transverse and longitudinal tear strength (7% and 15% respectively), burst strength (15%), CMT (7%), and RCT (30%) using enzymatic modified starch compared to oxidized starch for surface sizing. In general, the use of α-amylase enzyme in comparison with oxidized starch enables the economical preparation of starch with a spectrum of viscosity for different conditions for a certain improvement in paper properties can be considered for industrial application.